constexpr 8cc

constexpr-8cc：编译时间C编译器

ConstexPR-8CC是一种编译时C编译器，该编译器以C ++ 14常数表达式实现。这使您可以在编译时进行编译！该项目是建立在ELVM基础架构上的8CC的港口。

C ++中的常数表达式是可以在编译时评估的表达式。在C ++ 14中，通过放松约束，恒定表达式变得如此强大，以至于可以实现C编译器！

在ConstexPR-8CC中，C ++ 14 constexpr函数中实现了C程序编译的主要例程。因此，如果将8cc.cpp通过g ++编译为二进制文件，则将作为编译时间计算执行C程序的汇编，并且本C汇编的结果将嵌入到生成的二进制中。从这个意义上讲，ConstexPR-8CC是编译时C编译器。

以下是8cc.cpp中的main函数。

 int main () {
  // Compile-time
  constexpr buffer buf = eight_cc (); // Compile C code into ELVM IR
  constexpr unsigned int output_size = buf. size ;

  static_assert ( 0 <= output_size && output_size < EIGHT_CC_OUTPUT_LIMIT, " 8cc: Error " );

  // Run-time
  for ( int i = 0 ; i < output_size; ++i) {
    putchar (buf. b [i]);
  }
}

在此程序中，使用constexpr规范符将eight_cc的返回值存储在变量buf中。因此，您会发现C程序的编译是在编译时完成的。

要求

constexpr-8cc需要> g ++ -6.2的Linux。我确认./test/hello.c可以用g++-6.2 ， g++-8.3和g++-9.3编译。

• G ++ -6.2在没有与ConstexPR相关的任何额外标志的情况下工作，因为在此版本中，Constant循环计数没有限制。
• 使用G ++ -8.3，我需要使用-fconstexpr-loop-limit扩大ConstexPR的循环计数。我们可以指定的最大数字是2**31 - 1 。
• 除了-fconstexpr-loop-limit外，还需要使用G ++ -9.3，还需要扩大-fconstexpr-ops-limit 。
• 不能保证它可以与其他版本的G ++一起使用。
• 我无法使其与Clang ++一起使用，因为Clang ++对ConstexPR循环计数具有更严格的限制。

如何运行

run_8cc.py的汇编

为了轻松尝试constexpr-8cc，请使用run_8cc.py 。

$ ./run_8cc.py x86 ./test/hello.c -o ./hello.exe # It takes about 3 minutes on my laptop
$ chmod +x ./hello.exe                           # 'hello.exe' is i386-linux binary
$ ./hello.exe
Hello, world !

您可以更改汇编的目标语言，如以下内容：

$ ./run_8cc.py py ./test/hello.c -o ./hello.py # target language is Python
$ python ./hello.py
Hello, world !

有关此脚本的更多信息，请键入$ ./run_8cc.py -h 。

手工汇编

如果要手动编译8cc.cpp ，请查看config.hpp 。在此文件中，定义了变量EIGHT_CC_INPUT_FILE 。 EIGHT_CC_INPUT_FILE应该是包含源C程序作为C ++字符串的文件的名称。该字符串将在预处理时间内嵌入8cc.cpp中，并用作编译时间计算的输入。

因此，在手动编译8cc.cpp之前，您必须将RAW程序转换为字符串文字，如以下内容：

$ sed ' 1s/^/R"(/ ' ./test/hello.c | sed ' $s/$/n)"/ ' > ./test/hello.c.txt # Convert C to string literal
$ g++-6 ./8cc.cpp -o eir_gen.out
$ ./eir_gen.out > ./test/hello.eir       # eir_gen.out outputs ELVM IR
$ sed -i ' 1s/^/R"(x86/ ' ./test/hello.eir # Convert IR to string literal
$ sed -i ' $s/$/n)"/ ' ./test/hello.eir
$ g++-6 ./elc.cpp -o exe_gen.out
$ ./exe_gen.out > ./hello.exe            # exe_gen.out outputs i386-linux binary
$ chmod +x ./hello.exe
$ ./hello.exe
Hello, world ! 

constexpr-8cc是如何生成的？

当您看到8cc.hpp时，您会知道该程序不是手工编写的。实际上，我使用ELVM编译器基础结构来生成它。我刚刚在此处实现了从elvm ir到c ++ 14 constexpr的翻译。

作者

Keiichi Watanabe （udon.watanabe [at] gmail.com）

链接

• 8cc（@rui314）

  • 一个非常酷的C编译器。 constexpr-8cc是8cc的C ++ 14的constexpr端口。

• elvm（@shinh）

  • ELVM（esolang虚拟机）是LLVM的模仿项目，但专用于深奥语言。 ConstexPR-8CC建立在ELVM基础架构上。

• 8cc.vim（@rhysd），8cc.tex（@hak7a3）

  • ConstexPR-8CC受这些项目的影响。

• 编译时Brainf*CK编译器（@Bolero-Murakami）

  • 我从这个程序中得到了一些想法。

• TMP-8CC：另一个编译时C编译器

  • 我创建的另一个编译时C编译器，该编译器在C ++模板元编程中实现
  • 这是由ELVM的C ++模板元编程后端生成的。
  • 由于TMP具有大量的记忆，因此不幸的是， TMP-8cc无法在真实机器上使用。

• 我的博客文章（日语）